光速是瞬间达到30万千米吗,还是需要一个加速的过程呢?

cdgg1105


光速是一个恒定的宇宙常数,大概是30万千米每秒,不大也不小,亘古不变。光子没有质量,所以只要一产生,速度就是30万千米每秒,没有加速过程。



很多人会疑问光子一产生速度就这么大,能量从哪里来的呢?其实,光子的能量并不大,可以说很小。因为光速没有静质量,所以只能够靠高速的相对论效应获得一点动质量,大概是hv/c2,几乎小的可以忽略不计。这样算下来,一个光子的能量只有hv,量级在10^-20J,小的可怜。1J的能量都可以产生约1万亿亿个光子。



所以,很多物理化学反应都可以产生光子,比如电子跃迁、物质燃烧等等。这些过程中能量就是通过一份一份光子辐射出去的,光子的初始能量就来自于反应过程中释放的能量。而这种纯粹能量的释放方式,并不需要时间。只要光子一被放出来,速度就是光速。



中微子和光子很像,曾经也被认为是静质量为0的粒子,所以一直以来科学家们都怀疑中微子的速度也是光速。后来的中微子震荡实验表明,中微子还是有一点点极小的质量,所以它的速度应该是略小于光速。不过,这种物理化学反应释放出来的中微子,也是不需要加速过程的,一放出来速度就接近光速。


科学探秘频道


瞬间这个词是一个含义很模糊的词,无法量化。其实光速就是每秒钟30万公里,你认为是瞬间也好不是瞬间也好它就是这样的速度。

1秒钟等于1000毫秒,如果瞬间可以定量,你说1毫秒是瞬间,还是100毫秒是瞬间,还是1秒钟是瞬间?或许有人把1分钟也说成是瞬间。但1毫秒光只能走300公里,1光年走9.46万亿公里,就是1光年距离远的光线要走1年才会到达我们的视网膜,不是所谓"瞬间"到达。

光速不存在加速过程,它应该是恒定的,准确的说法就是光在真空中的速度为299792458m/s。这一秒的光速是一毫秒一毫秒叠加的,是一米一米走过来的。

爱因斯坦关于光速的定律认为,光速是这个世界上已知的最大速度。

凡有静止质量的物体都无法达到光速,因此可以认为光子是没有静止质量的。

光速是恒定的,光速自己也不能超越光速。光速没有叠加态,两束相互靠近的光叠加的速度也不能超过光速。

你在高速飞行的太空飞船上射出的灯光,也还是光速,不会在30万公里的速度上再加上飞船的速度。这个原理可以用洛伦磁转换公式来计算(过去多次解释过,在这里不再赘述)。

由于光速有这样一些特性,所有光速成为了人类的一个常数,从速度单位变成了距离单位,主要用于丈量太空天体的距离,故可以叫做“量天尺”。

在太阳系范围内,距离单位一般不用光速,而是用天文单位(AU),一个AU等于太阳到地球的平均距离,约1.5亿公里。

出了太阳系,天体稀疏相隔距离遥远,就用光年为单位了。1光年约9.46万亿公里,到距离我们最近的恒星,半人马座a星的比邻星4.22光年。如果用公里表述就是约39.92万亿公里,用AU表示,就是266141.33AU。

宇宙现在的可视范围达到930亿光年直径,恒星距离我们动辄几千几万几亿光年,这样用公里或AU表述就很不方便了。因此光年成为宇宙星际跨度最常用的距离单位。

其实,现在的“量地尺”也是以光速来衡量的。

过去,人类用于度量长度的单位“米”标准尺度,是用一个合金做成米原器,保存在巴黎国际计量局,这个刻度是严格规定在0摄氏度、1 atm(标准大气压)下的长度。但这个尺度由于材料变形和测量精度限制,最高只能达到0.1μm的精度,对于一些更精密的要求就很难测量了。

为了使这个尺度更精密,后来人们用光波波长为标准,规定“米的长度等于氪-86原子的2P10和5d1能级之间跃迁的辐射在真空中波长的1650763.73倍”。1983年10月第十七界国际计量大会终于用光速重新定义了“米”长度,即“米是1/299792458秒的时间间隔内光在真空中行程的长度”。由此光速成了天上地下唯一精确计量长度的单位。

这说明光速是循序渐进的行进的,是一毫米一毫米前进的,所谓瞬间30万公里完全无法概括光速的行进过程。

光速是经过几百年科学家们运用各种方法精密测量得到的。最早伽利略要人们在两个山头上用灯光认为测算,当然不是很精确。

后来人们用旋转齿轮法、旋转棱镜法、微波谐振腔法、激光测速法等方法测量,使光速值越来越精密。

现代有了巨大的加速器,美国登月还在月球上设置了激光反射器,这些都成为精密测量光速和距离的重要工具,因此现在得到的光速已经是十分精准的了。

无数事实证明,光速的性质是恒定和无法超越的,正是由于光速的这种精确恒定的特性,才被科学界确定为精密测量我们认知世界的标尺。

时空通讯观点,欢迎点评讨论。


时空通讯


普通物体需要一个加速过程,才能从静止的状态(或者某一速度)变为以一定速度运动的状态。然而,光子的行为却完全不一样,它们从产生的一瞬间就是以光速运动,不需要任何加速过程。

一系列实验表明,包括光子在内的量子都具有波粒二象性。在某些时候,它们的行为会像粒子;而在其他时候,它们的行为又会像波。

从粒子的角度来看,光子比较特殊,因为它们不具有静止质量。对于无静止质量的物体,它们只能以光速运动,既不会出现低于光速的情况,也不会出现超光速的情况。也就是说,光子达到光速不存在加速过程,它们一产生就会达到光速。

从波的角度来看,光是电磁波,其传播速度始终是光速。关于这一点,可以用声波来作对比。人在说话时会发出声波,其速度会瞬间达到音速,不需要有加速过程。本质上,声波是以周期性扰动的形式穿过介质的能量流,所以任何运动都是纯粹的振荡,能量会以波的速度传播。电磁波是由振荡电场和振荡磁场交替变换所产生的,它们在创造出来时就是以光速运动。


火星一号


光速是我们宇宙的基本常数,其地位就像1+1=2一样不可撼动,光速也是宇宙中的极限速度,任何有静止质量的物体都不能达到光速,更不能超过光速。


爱因斯坦的相对论告诉我们,想把一个有质量的物体从低速加速到高速是需要能量的,而随着速度的加快该物体的质量也会增加,这样一来想把这个物体加速到更高的速度的话,就需要更多的能量才行。而一个物体在加速到光速的过程中质量会慢慢增加,最终就需要无限大的能量才能把这个物体加速到光速,无限大只是一个理想情况,现实世界中不可能有无限大的能量。


一般物质不能加速到光速就是因为他们的质量会随着速度的增加而增加,不管是粒子加速器中微小的粒子,还是宇宙中的飞船,它们都是具有静止质量的,不管这个静止质量多小也都是存在的,所以它们没办法达到光速,只能无限接近光速。

光子能达到光速根本原因就是它没有静止质量,也就是说如果光子暂停,它的质量就是0,如此一光子就不受相对论“速度越快质量越大”的约束了,因为光子本身没有质量,所以它从生成的一瞬间就达到了光速。

光子虽然没有静质量,但是有微弱的动质量,所以太阳光可以用来驱动宇宙飞船,理论上来说只要宇宙飞船的太阳帆够大,那么借助光压就能让飞船的速度达到光速的20%


宇宙探索未解之迷


确实是瞬间达到每秒30万公里的,即光子一产生就有了这样的速度。

这是为什么呢?我们知道在日常生活中,加速现象是非常普遍的,汽车启动、甚至你端起一个杯子,速度由零变为非零,这个过程就是加速过程。

从牛顿第二定律我们知道加速度是由:外力以及物体质量决定的,这对于大部分物质的运动来讲都是适用的(其实牛二定律的最初形式是力等于动量同时间的之比)。但对于光子来说,情况就变了,因为它似乎没有质量。我们现在知道,光子是不具备静止质量的,而静止质量是什么呢?

其实这个概念在相对论出来之前,是多余的,也是不存在的。因为谁都想到,速度能改变质量。举个例子,比如你在一架称上测量物体质量,如果你们之间不存在相对运动,那么测出来的就是静止质量,反之,如果存在相对运动,那测出的就是动质量,也叫相对论质量。

由于光速恒定原理,我们和光子之间,永远相差着30万公里每秒的速度,因此光子的静止质量永远得不到,并且还不能用质速关系去算静止质量。。。所以,光子只有相对论质量:hv/c^2

对于静止质量为零的物质,它的速度就是光速,也就没有什么加速过程了。除了光子之外,还有强相互作用的胶子也是光速。

期待您的点评和关注哦!


赛先生科普


光的速度是否瞬间到达光速这个问题很有意思。这个需要回答:

1、光的本质。2、光是从哪里来的。3、看的角度。

1、光是电磁波,这个波是电磁场振动产生并传播的,光的振动有频率,频率不是无限的或是固定值,所以光的振动频率产生必然有个过程

2、光从哪里来?光通常是电子的能量激发的。当原子中电子在激发态轨道上返回到低能态轨道时电子在这个过程中激发出光。所以光的产生必然有个时间过程,光是在电子内部先积累达到一定(能量)频率才突然激发出来的。

3、从电子内部看这个光的产生,光不是瞬间到达光速的。但在电子将光子发出后,光已经到达光速。

所以从光从电子出来的时间就是光到达光速的时间,光从电子出来要走一个波长,所以光要到达光速的时间是t=λ/c=1/ν,ν是光的频率。可见光的频率一般在10^14HZ,所以光达到光速的时间通常只要1/10^14秒。

结论,光到达光速的时间是1/ν,频率越低需要时间越长,频率越高时间越短。


维度开拓者


这世界只有2种速度,一个是光速,一个是经典理论下的物理速度,光速是没有参照系的,就是2个相反方向的光,看对方并不是2倍光速。光速下时间都发生变化。在光速的人看来,时间是静止的,也就是根本不需要时间就可以到任何地方,这是一个非常有意思的假设,原先的百亿光年距离,其实如果是在光速飞船里,并没有消耗时间,唯一需要耗时的是加速和减速的过程。光年其实是光速外面的观察者的感知和意识,时间这时已经不是一个共同的东西了。


光哥


我来回答这个问题吧:光速既不需要加速过程,也不是瞬间达到30万千米/秒的。

“瞬间”一词出于佛教,古代梵典《僧只律》说一昼夜等于三十须臾,一须叟等于二十罗预,一罗预等于二十弹指,一弹指等于二十瞬间,如此算来一瞬间等于0.36秒,因此瞬间也是个时间段,而光速是不需要任何加速时间的。

人们常说宇宙中最高的速度是光速,任何静质量不为零的物质甚至连光速也达不到,只有静质量为零的物质才能达到光速,光子就是因为静质量为零才成为光速且永不变。也就是说不会是别的速度,当然更不会静止。那么问题来了,任何静质量为零的东西都会是光速吗?显然不是这样的。比如空间、纯能量,它们都不是光速。那“光子”为什么是光速呢?这只能说明“光子”并不是什么物质,它只是一种“时空因子”、一种“波”而已,“波”不是物质,只是一种“振荡”而已,所谓光的传播只是能量在不同介质的“振荡”而已,就如同水波和声波,它们都需要介质,它们在不同介质中传播的速度都是特定的,并且这些速度都不需要加速过程。一句话,“波”的传播速度都不需要加速过程,这跟波源和介质特性有关。所谓的“光速”只是介质时空自身的特性而已(不同的介质具有不同的“振荡”特性,在真空这种介质中光速最快。),而时空属性是不需要时间的,因此光速不需要加速过程,连“瞬间”时间也不需要。

有人把光的反射解释成粒子的反弹,因为它类似于实物粒子的反弹规律,因而认定光的粒子性。其实不然,实物粒子反弹的速度是在离开界面的过程中由零加速而成,是有一个加速过程的。但光的反射速度却并没有加速过程,其原因就是:光并不是什么实物粒子,它只是一种时空因子触发介质振荡的“波”,所谓的反射只不过是改变方向的介质时空振荡而已,仍然是介质时空属性,它们都是“波”,而“波”的速度是不需要加速过程的。总之,光速是不需要加速过程的,一点都不需要,那怕是“瞬间”。


物原爱牛毛1


钟表时针的速度是每小时一刻度。你觉得他有加速过程吗?换句话说,光速30万是平均速度,那么假设是从0开始加速的,那么后段的速度必然超过30万才能平均成30万吧?那光速到底是多少?


记得互相关注哦


有没有质疑过光速是否是30万公里,音速是每秒380米。如果是事实,可以断定,人类是高维度生命的宠物。是被圈养的。人类是被限至在的光速里了。有限速和接近无限速的宇宙人类从来没想过。蚂蚁爬到大象上也无法感知三维。蚂蚁怎么能想像27维呢!


分享到:


相關文章: